工业4.0与智能制造对PLC系统的要求
PLC作为设备和装置的控制器,要承担工业4.0与智能制造赋予的任务,首先应该满足以下要求:
·越来越多的传感器被用来监控环境和设备的健康状态、生产过程的各类参数,这些工业大数据的有效采集,迫使PLC集中安装在机架上的I/O必须转型为分布式I/O。
·各类智能部件普遍采用嵌入式PLC,或者微小型PLC,尽量在现场完成越来越复杂的控制任务。
·编程的自动化和智能化。
·无缝连通能力大幅提升,相关的控制参数和设备的状态可直接传输到上位的各个系统和应用软件,甚至送往云端。
概括起来就是:满足工业大数据采集的需求,就地实时自主控制,编程自动化和智能化,无缝连通能力。
PLC的硬件技术一直在为满足工业4.0和智能制造日益清晰的要求积累经验,特别是微电子技术的飞跃进展,使得SoC芯片在主时钟频率越来越高的同时而功耗却显著减小;多核SoC的发展,促进了在处理PLC的逻辑和顺序控制的同时,可以进行高速的运动控制处理、视觉算法处理等;而通信技术的进展使得分布式I/O模块运用得越来越多、泛在的I/O运用也有了起步。
为迎接工业4.0的挑战,PLC硬件设计应该从以下方面着手:极大改善能耗和减小空间(PCB85%的空间被模拟芯片和离散元器件所占据,因此需要采取将离散元器件的功能集中于单个芯片中,并采用新型的流线模拟电路等措施);增加I/O模块的密度;进行良好的散热设计,降低热耗散;突破信息安全的瓶颈(如何防范黑客攻击、恶意软件和病毒)。
事实上,PLC的软件技术以PLCopen为先导,一直在为满足工业4.0与智能制造日益清晰的要求做足准备。PLCopen国际组织长期以来执着地为提高自动化效率做着卓有成效的工作,使得明天的技术,只要你愿意,今天就可以拥有。